Фитнес-функция - Fitness function
Пригодности функция представляет собой особый тип целевой функции , которая используется для обобщения, как единый показатель качества , насколько близко данное конструктивное решение заключается в достижении поставленных целей. Фитнес-функции используются в генетическом программировании и генетических алгоритмах для направления моделирования к оптимальным проектным решениям.
Генетическое программирование и алгоритмы
В частности, в области генетического программирования и генетических алгоритмов каждое дизайнерское решение обычно представляется в виде строки чисел (называемой хромосомой ). После каждого раунда тестирования или моделирования, идея заключается в том , чтобы удалить п худших проектных решений, а также разводить п новые из лучших дизайнерских решений. Следовательно, каждое проектное решение должно быть награждено показателем качества, чтобы указать, насколько близко оно подошло к соответствию общей спецификации, и это создается путем применения функции пригодности к результатам тестирования или моделирования, полученным из этого решения.
Причина, по которой генетические алгоритмы нельзя рассматривать как ленивый способ выполнения проектных работ, заключается как раз в усилиях, затрачиваемых на создание работоспособной фитнес-функции. Несмотря на то, что окончательный дизайн разрабатывает уже не человек, а компьютер, все же человек-дизайнер должен разрабатывать фитнес-функцию. Если это плохо спроектировано, алгоритм либо сойдется к неподходящему решению, либо вообще не сможет сойтись.
Функция пригодности должна не только тесно коррелировать с целью разработчика, но также должна быть эффективной с точки зрения вычислений. Скорость выполнения очень важна, поскольку типичный генетический алгоритм должен повторяться много раз, чтобы получить полезный результат для нетривиальной задачи.
Приближение пригодности может быть целесообразным, особенно в следующих случаях:
- Время расчета пригодности одного решения чрезвычайно велико
- Отсутствует точная модель для расчета пригодности
- Функция пригодности нечеткая или шумная.
Существует два основных класса фитнес-функций: один, в котором фитнес-функция не изменяется, например, при оптимизации фиксированной функции или тестировании с фиксированным набором тестовых примеров; и тот, в котором функция приспособленности является изменчивой, как в случае дифференциации ниши или совместной эволюции набора тестовых примеров.
Другой способ взглянуть на фитнес-функции - с точки зрения фитнес-ландшафта , который показывает пригодность для каждой возможной хромосомы.
Определение функции пригодности во многих случаях непросто и часто выполняется итеративно, если наиболее подходящие решения, полученные с помощью генетических алгоритмов, не являются желаемыми. Интерактивные генетические алгоритмы решают эту проблему путем передачи оценки внешним агентам, которые обычно являются людьми.
Смотрите также
Ссылки
внешние ссылки
- Хорошее введение в Adaptive Fuzzy Fitness Granulation (AFFG) ( PDF ), многообещающий подход для ускорения скорости сходимости советников.
- Кибер-лачуга Adaptive Fuzzy Fitness Granulation (AFFG), предназначенная для ускорения скорости конвергенции советников.
- Функции пригодности в эволюционной робототехнике: обзор и анализ (AFFG) ( PDF ), обзор функций приспособленности, используемых в эволюционной робототехнике .